Java synchronized по объекту

Intrinsic Locks and Synchronization

Synchronization is built around an internal entity known as the intrinsic lock or monitor lock. (The API specification often refers to this entity simply as a «monitor.») Intrinsic locks play a role in both aspects of synchronization: enforcing exclusive access to an object’s state and establishing happens-before relationships that are essential to visibility.

Every object has an intrinsic lock associated with it. By convention, a thread that needs exclusive and consistent access to an object’s fields has to acquire the object’s intrinsic lock before accessing them, and then release the intrinsic lock when it’s done with them. A thread is said to own the intrinsic lock between the time it has acquired the lock and released the lock. As long as a thread owns an intrinsic lock, no other thread can acquire the same lock. The other thread will block when it attempts to acquire the lock.

When a thread releases an intrinsic lock, a happens-before relationship is established between that action and any subsequent acquisition of the same lock.

Locks In Synchronized Methods

When a thread invokes a synchronized method, it automatically acquires the intrinsic lock for that method’s object and releases it when the method returns. The lock release occurs even if the return was caused by an uncaught exception.

You might wonder what happens when a static synchronized method is invoked, since a static method is associated with a class, not an object. In this case, the thread acquires the intrinsic lock for the Class object associated with the class. Thus access to class’s static fields is controlled by a lock that’s distinct from the lock for any instance of the class.

Synchronized Statements

Another way to create synchronized code is with synchronized statements. Unlike synchronized methods, synchronized statements must specify the object that provides the intrinsic lock:

public void addName(String name) < synchronized(this) < lastName = name; nameCount++; >nameList.add(name); >

In this example, the addName method needs to synchronize changes to lastName and nameCount , but also needs to avoid synchronizing invocations of other objects’ methods. (Invoking other objects’ methods from synchronized code can create problems that are described in the section on Liveness.) Without synchronized statements, there would have to be a separate, unsynchronized method for the sole purpose of invoking nameList.add .

Synchronized statements are also useful for improving concurrency with fine-grained synchronization. Suppose, for example, class MsLunch has two instance fields, c1 and c2 , that are never used together. All updates of these fields must be synchronized, but there’s no reason to prevent an update of c1 from being interleaved with an update of c2 — and doing so reduces concurrency by creating unnecessary blocking. Instead of using synchronized methods or otherwise using the lock associated with this , we create two objects solely to provide locks.

public class MsLunch < private long c1 = 0; private long c2 = 0; private Object lock1 = new Object(); private Object lock2 = new Object(); public void inc1() < synchronized(lock1) < c1++; >> public void inc2() < synchronized(lock2) < c2++; >> >

Use this idiom with extreme care. You must be absolutely sure that it really is safe to interleave access of the affected fields.

Reentrant Synchronization

Recall that a thread cannot acquire a lock owned by another thread. But a thread can acquire a lock that it already owns. Allowing a thread to acquire the same lock more than once enables reentrant synchronization. This describes a situation where synchronized code, directly or indirectly, invokes a method that also contains synchronized code, and both sets of code use the same lock. Without reentrant synchronization, synchronized code would have to take many additional precautions to avoid having a thread cause itself to block.

Источник

Кофе-брейк #171. Как использовать ключевое слово synchronized. Обработка файлов в Java

Источник: Medium Сегодня вы узнаете, в каких случаях и как правильно использовать ключевое слово synchronized в языке программирования Java. Модификаторы (Modifiers) — это определенные ключевые слова, присутствующие в Java, с помощью которых мы можем вносить изменения в характеристики переменной, метода или класса, и ограничивать их область действия. В языке Java имеется довольно большой набор модификаторов. Модификаторы в Java делятся на два типа — модификаторы доступа (Access Modifiers) и модификаторы без доступа (Non-Access modifiers).

Модификаторы без доступа

• final
• static
• abstract
• synchronized
• volatile
• transient
• native

В каких случаях используется synchronized

• При использовании со статическими методами все потоки конкурируют за одну и ту же блокировку. Это может повлиять на производительность, поэтому лучше избегать синхронизации статических методов без крайней необходимости.
• При использовании с нестатическими методами каждый экземпляр класса будет иметь свою собственную блокировку, поэтому несколько потоков могут одновременно выполнять синхронизированный код из разных экземпляров. Обычно это предпочтительный подход.
• При использовании с блоками кода блокировка устанавливается на объект, который передается в оператор synchronized. Это позволяет нескольким потокам одновременно выполнять синхронизированные блоки кода из разных объектов.

Примеры использования

1. Синхронизированный блок

 public class Counter < private int count = 0; public int getCount() < synchronized (this) < return count; >> public void increment() < synchronized (this) < count++; >> > 

Здесь есть два блока кода, которые обращаются к счетчику. Самым простым из них является метод get , который просто считывает значение. На первый взгляд метод increment содержит одну строку кода. Но помните, что операция increment должна считывать текущее значение, добавлять к нему единицу и записывать новое значение обратно в память. Иными словами, есть три подоперации, которые мы хотим выполнять без прерывания со стороны других потоков. Например, размещение с другой стороны или чтобы операция increment стала атомарной (atomic). Когда мы добавляем к двум блокам кода префикс ключевого слова synchronized, важно отметить, что мы также помечаем их как synchronized для определенного объекта — это показано в нашем примере. Это означает, что если у нас есть несколько объектов Counter , то разные потоки могут одновременно обновлять эти разные счетчики. Но два потока не могут одновременно запускать синхронизированные блоки в одном и том же экземпляре Counter .

2. Метод synchronized

 public class SynchronizedCounter < private int c = 0; public synchronized void increment() < c++; >public synchronized void decrement() < c--; >public synchronized int value() < return c; >> 

• Во-первых, два вызова синхронизированных методов для одного и того же объекта не могут чередоваться. Когда один поток выполняет метод synchronized для объекта, то все другие потоки, которые вызывают методы synchronized для того же блока объекта, приостанавливают выполнение, пока первый поток не завершит работу с объектом.
• Во-вторых, когда метод synchronized завершает работу, он автоматически устанавливает значение “произошло до” (happens-before) при любом последующем вызове метода synchronized для того же объекта. Это гарантирует, что изменения состояния объекта видны всем потокам.

Обработка файлов в Java

Источник: Usemynotes Содержание этой публикации посвящено обработке файлов в Java. Вы ознакомитесь с операциями обработки файлов, о методах класса File и разновидностями потоков. Работа с файлами является неотъемлемой частью любого языка программирования. Используя файлы, программа может хранить данные на запоминающем устройстве. Для выполнения различных действий с файлом, таких как чтение или запись, требуется обработка файла. Обработка файлов определяется как чтение из файла и запись в файл. Для создания файлового объекта и обработки различных форматов файлов мы можем использовать класс File из пакета java.io . Если мы хотим использовать класс File, нам нужно создать объект класса File и указать имя файла или путь. Используя этот класс, мы можем получить доступ к метаданным файлов, таким как имя файла, размер файла, разрешения, тип файла и так далее.

 // importing all the classes of java.io import java.io.*; class FileHandle < public static void main(String[] arr) < // an object of File class is created. File f=new File("demo.txt"); >> 

Для импорта класса File вы также можете использовать import java.io.File вместо import java.io.* . Теперь давайте узнаем о потоках, поскольку Java использует потоки для выполнения операций ввода-вывода (I/O) над файлом.

Что такое поток в Java?

Поток (Stream) — это последовательность данных. Также его можно определить как последовательность байтов. Поток можно использовать для представления либо источника ввода, либо пункта назначения. Источником и местом назначения могут быть файлы на диске, массивы, текстовые файлы и так далее. Входной поток считывает или извлекает данные из источника, а выходной поток записывает данные в место назначения. Существует два типа потоков:

Байтовый поток

Байтовый поток (Byte Stream) используется для выполнения операций чтения и записи с байтовыми данными. Процесс обработки файла потока байтов определяется как выполнение ввода с использованием байтовых данных. Существует множество классов, связанных с потоками байтов, но наиболее часто используемые классы — это FileInputStream и FileOutputStream .

 import java.io.*; public class FileHandle < public static void main(String []arr) throws IOException< FileInputStream fin=new FileInputStream("source_file.txt"); FileOutputStream fout=new FileOutputStream("destination_file.txt"); int character; while((character=fin.read())!=-1) < System.out.print((char)character); // writing to destination file fout.write((char)character); >// closing source_file.txt fin.close(); // closing destination_file.txt fout.close(); > > 

В приведенном выше примере мы читаем данные из исходного файла и записываем данные в место назначения. -1 указывает на конец файла. Таким образом, чтение из исходного файла будет остановлено, когда появится -1.

Поток символов

Поток символов (Character Stream) используется для выполнения операций чтения и записи с символьными данными. Процесс обработки файла с потоком символов — это процесс выполнения входных данных с символами. Доступно множество классов символьных потоков, но наиболее часто используемые классы включают FileWriter и FileReader . А сейчас давайте обсудим некоторые методы класса File .

Методы класса File в Java

canRead()

Этот метод класса файлов проверяет, доступен ли файл для чтения, и возвращает логическое значение, то есть истинное (true) или ложное (false).

canWrite()

Это метод класса файлов, который проверяет, доступен ли файл для записи, и возвращает логическое значение, то есть истинное или ложное.

exists()

Это метод файлового класса, используемый для проверки наличия данного файла и возвращающий логическое значение.

createNewFile()

Когда мы хотим создать новый пустой файл, используйте этот метод класса файлов. Он возвращает логическое значение.

delete()

getAbsolutePath()

Этот метод используется для возврата абсолютного пути к файлу. getName()Это метод, используемый для возврата строкового значения, которое является именем файла.

list()

length()

mkdir()

Это метод файлового класса, который используется для создания нового каталога. Давайте посмотрим на различные файловые операции, доступные в Java, и на то, как их использовать.

Что такое файловые операции в Java?

• Создание файла
• Запись данных в файл
• Чтение данных из файла
• Удаление файла
• Получение информации о файле
• Создание файла

 import java.io.*; public class FileHandle < public static void main(String []arr) throws IOException< // an object of file class File f=new File("demo.txt"); // creating a new file Boolean result=f.createNewFile(); if(result) System.out.print(f+" created successfully."); else System.out.format("%s","File cannot be created due to some error."); >> 

Запись данных в файл

Операция записи в файл означает сохранение данных в файле. Для выполнения операций записи в файл мы используем метод write() вместе с классом FileWriter . Чтобы закрыть поток и получить выделенные ресурсы, мы должны использовать метод close() .

 import java.io.*; public class FileHandle < public static void main(String []arr) throws IOException< // creating a new file and writing data to a file FileWriter fw=new FileWriter("demo.txt"); String s="Welcome, this is tutorial of Java File Handling."; fw.write(s); // closing a file fw.close(); >> 

Чтение из файла

Операция чтения означает доступ или извлечение данных, хранящихся в файле. Чтобы выполнить операцию записи в файл, мы будем использовать класс Scanner вместе с методами hasNextLine() и nextLine() для извлечения данных из файла. Чтобы закрыть поток, мы должны использовать метод close() .

 import java.io.*; import java.util.Scanner; public class FileHandle < public static void main(String []arr) throws IOException< File f=new File("demo.txt"); Scanner sc=new Scanner(f); while(sc.hasNextLine()) < String str=sc.nextLine(); System.out.println(str); >// closing a file sc.close(); > > 

Удаление файла

При обработке файлов Java мы можем удалить файл, используя метод delete() класса File . Здесь нет необходимости закрывать файл с помощью функции close() , поскольку для удаления файла не используются классы FileWriter и Scanner .

 import java.io.*; public class FileHandle < public static void main(String []arr) throws IOException< File f=new File("demo.txt"); Boolean result=f.delete(); if(result) System.out.print(f+" deleted successfully."); else System.out.format("%s","File cannot be deleted due to some error."); >> 

Получение информации о файле

В Java существует несколько методов для получения информации о файле. Они уже упоминались ранее в методах класса файла.

 import java.io.*; public class FileHandle < public static void main(String []arr) throws IOException< File file=new File("demo.txt"); file.createNewFile(); String filename=file.getName(); System.out.println("File Name is "+filename); System.out.println("Absolute path of "+filename+" : "+file.getAbsolutePath()); System.out.print("length of "+filename+" : "+file.length()); System.out.println("Is "+filename+" readable? "+file.canRead()); System.out.println("Is "+filename+" writable? "+file.canWrite()); System.out.println("Is "+filename+" exists? "+file.exists()); >> 

Давайте рассмотрим работу одной Java-программы, которая определяет, является ли число четным или нечетным, используя поток массива байтов при обработке файлов Java. Для написания данной программы мы будем использовать класс ByteArrayInputStream из пакета java.io . Этот класс содержит буфер, который используется для чтения массива байтов в качестве входного потока. Ниже приведен код для проверки четных или нечетных чисел.

 import java.io.*; public class FileHandle< public static void main(String []arr) throws IOException< byte []buffer=; ByteArrayInputStream by=new ByteArrayInputStream(buffer); int character=0; while((character=by.read())!=-1) < int number=character; if(number%2==0) System.out.println(number+" is an even number."); else System.out.println(number+" is an odd number."); >> > 

Надеюсь, представленная здесь информация была полезна для вас. Чтобы лучше понять работу с файлами в Java вы должны попытаться реализовать все методы файлов и операций самостоятельно.

Источник